افزایش تقاضا برای انرژی سبز باعث تجدید علاقه در استخراج منابع انرژی زمین گرمایی شد. توصیف دقیق از میدان دما و پتانسیل استخراج گرما مرتبط همچنان یک چالش است و برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی موفق بسیار مهم است. به طور معمول ، دو مدل اصلی هنگام مدل سازی تبادل گرما و حمل و نقل در مخازن زمین گرمایی استفاده می شود. روش استاندارد تعادل حرارتی موضعی فوری را بین فازهای جامد و سیال (LTE) فرض می کند ، در حالی که روش دیگر انتقال حرارت را به طور جداگانه برای سیال و جامد در نظر می گیرد (LTNE). سپس هر دو با یک اصطلاح تبادل گرما همراه می شوند. در این مدل های ساده و معمول ، سیستم میزبان به عنوان یک رسانه متخلخل ناهمگن توصیف می شود که در آن مناطقی با تراکم شکستگی بالاتر به طور ضمنی توسط مناطقی با نفوذپذیری بالاتر در محیط متخلخل نمایش داده می شوند.
در این کار ، ما هر دو ، LTE و LTNE ، رویکردها و نحوه تاثیر آنها توسط مایعات و خصوصیات سنگی میزبان را بررسی می کنیم. ما به ویژه بر تأثیر ناهمگونی هیدرولیکی در ماده متخلخل در اختلاف دما بین هر دو روش تمرکز می کنیم. ما مدل های انتقال حرارت LTE و LTNE را در یک مدل ساده و دو بعدی با یک لایه از پارامترهای مختلف هیدرولیکی تعبیه شده در یک سنگ میزبان مقایسه می کنیم و به تفصیل نقش توزیع ناهمگن از نفوذپذیری و تخلخل را مطالعه می کنیم. این مدل هندسی ساده به ما امکان می دهد تا بینش از تعامل پیچیده بین مدلهای مختلف انتقال حرارت و جریان سیال را بدست آوریم. تخلخل و کنتراست نفوذپذیری رژیمهای جداگانه ای را تعیین می کنند که فرض LTE در حد پایین یا بالاتر از دمای خروج است. با استفاده از این نتایج ، ما مدلهای LTE و LTNE را در یک زمینه درست مصنوعی با یک رسانه متخلخل ناهمگن با کنتراست نفوذپذیری زیاد مقایسه می کنیم. ما نشان می دهیم که هر دو مدل می توانند در دمای سیال موضعی متفاوت باشند ، در حالی که اگر فرض بر این باشد که مناطق نفوذپذیری بالا نیز دارای تخلخل بالاتری هستند ، مدل LTNE پایین تر است.